《高分子化学》课程教学大纲

《高分子化学》课程教学大纲一、课程简介课程中文名高分子化学课程英文名Polymerchemistry双语授课□是否课程代码21112002课程学分2.5总学时数40（含劳动教育2学时）课程类别□通识教育课程□公共基础课程专业教育课程□综合实践课程□教师教育课程课程性质必修□选修□其他课程形态□线上线下□线上线下混合式□社会实践□虚拟仿真实验教学考核方式闭卷□开卷□课程论文□课程作品□汇报展示□报告课堂表现阶段性测试课后作业其他（可多选）开课学院材料学院开课系(教研室)材料化学系面向专业材料化学专业开课学期第4学期先修课程有机化学、物理化学后续课程高分子物理选用教材潘祖仁.高分子化学（第五版）[M].北京:化学工业出版社,2022.参考书目周其凤、胡汉杰.高分子化学[M].北京:化学工业出版社,2001.2.王槐三.高分子化学教程[M].北京:科学出版社,2003.课程资源PPT、短视频、慕课/course/ZJU-1461781183?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg_课程简介高分子化学是化学学科中的一个重要分支，专注于研究高分子的合成、结构、性能以及其在不同领域的应用。高分子化合物广泛存在于自然界和人工合成材料中，如塑料、橡胶、纤维、涂料等，这些材料在现代社会的生产和生活中扮演着至关重要的角色。因此，高分子化学课程的学习对于化学、材料科学、生物医学等相关专业的学生来说具有极其重要的意义。本课程将通过高分子的基本概念、聚合反应机理和动力学、高分子链结构调控原理、聚合反应实施方法、高分子的化学反应和若干重要高分子产品的介绍，让学生掌握各类高分子的基本特征、合成机理及反应动力学，理解聚合反应中影响聚合物分子量及其分布、共聚物组成及其分布、立构规整性等链结构的主要因素及基本规律，了解高分子化学反应的类型及其应用背景；培养学生应用高分子化学的原理进行各类高分子的合成、化学改性及相关工艺与产品的创新开发能力。二、课程目标表1课程目标序号具体课程目标课程目标1能够阐述高分子化学中的基本概念和研究范围，化学反应的基本原理、反应动力学和分子量的控制方法；课程目标2能够陈述常见高分子合成的基本实施方法，培养学生初步具有控制聚合反应和选择聚合方法的能力；课程目标3能够陈述结构与性能的关系，可进行分子的设计与合成，同时能够陈述本学科方向一些有意义的新动向；课程目标4初步具备在相关科研单位及企事业机构从事高分子合成与开发工作。形成正确的理想信念；具备家国情怀、社会责任；具有主动参与、积极进取、崇尚科学、探究科学的学习态度和思想意识表2-1课程目标与毕业要求对应关系毕业要求指标点课程目标毕业要求1：工程知识：能够运用数学、自然科学、工程基础和专业知识解决化工、有机高分子材料领域复杂工程问题【M】1.2具有化工、有机高分子材料领域需要的数据分析能力，能针对具体的对象建立数学模型并利用计算机求解；1毕业要求2：问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析化工、有机高分子材料领域复杂工程问题，以获得有效结论。【H】2.2能基于数学、自然科学和工程科学的基本原理和数学模型方法正确表达复杂工程问题；2毕业要求3：设计/开发解决方案：能够设计针对化工、有机高分子材料领域复杂工程问题的解决方案，设计与制备满足特定要求的有机高分子材料，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。【M】3.2能够设计与制备满足特定要求的有机高分子材料；3毕业要求4：研究：能够综合运用专业理论知识和技术方法分析并解决化工、有机高分子材料相关领域的复杂工程问题，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合处理得到合理有效的结论。【M】4.2能够根据高分子材料的特征，选择研究路线，设计实验方案；4三、课程学习内容与方法（一）理论学习内容及要求表3-1课程目标、学习内容和教学方法对应关系序号课程模块学习内容学习任务课程目标学习重点难点教学方法学时1绪论1.高分子的基本概念、聚合物的分类和命名1.拓展阅读：高分子化学发展历史2.个人作业：高分子的命名课程目标1重点：1.重均分子量的理解2.聚合物的命名、结构、形态和分类难点：3.体型缩聚反应的历程和特点案例教学、视频学习讲授法：能够引导学生对于高分子化学的概念及历史发展有一定的了解；促进学生进一步掌握高分子化学相关的概念与知识42.聚合反应、分子量及其分布课程目标13.大分子微结构、线形、支链形和交联形大分子、凝聚态和热转变课程目标34.高分子材料和力学性能、高分子化学发展简史课程目标42缩聚及逐步聚合1.缩聚反应1.明确缩聚聚合方法的分类与定义。2.个人作业：线性缩聚聚合的反应机理；体型缩聚、缩聚和逐步聚合的实施方法课程目标1重点：1.控制线性逐步聚合相对分子质量方法2.控制体型逐步聚合凝胶点难点：3.线性逐步聚合反应机理与动力学案例教学、视频学习讲授法：能够引导学生对于缩聚及逐步缩聚的概念及反应过程有一定的了解；促进学生进一步掌握缩聚及逐步缩聚相关的概念与知识72.线性逐步聚合反应机理、线性逐步聚合反应动力学、线性逐步聚合反应聚合度的控制、线性缩聚物的聚合度的分布课程目标23.体型缩聚和凝胶化、缩聚和逐步聚合的实施方法课程目标34.重要缩聚物和其他逐步聚合物、聚酯、聚碳酸酯等课程目标43自由基聚合1.自由基聚合单体、自由基聚合机理、自由基引发剂及引发作用1.明确自由基聚合方法的分类与定义。2.个人作业：自由基的聚合的单体；聚合机理；引发剂的作用；反应动力学课程目标1重点：1.对具体单体聚合热力学与动力学的综合分析2.终止方式的相对比例及其与体系状态的关系3.氧化还原类的反应式:笼蔽效应与诱导效应难点：4.不同条件下反应速率对单体与引发剂浓度的反应级数的推导与分析5.区别聚合反应速率、动力学链长、平均聚合度的影响因素和变化趋势6.向不同转移对象的链转移程度的难易分析案例教学、视频学习讲授法：能够引导学生对于自由基聚合的单体，反应机理有一定的了解；促进学生进一步掌握自由基聚合反应相关的概念与知识62.自由基聚合反应动力学、自动加速现象、自由基聚合的聚合度、阻聚原理及阻聚剂作用课程目标13.光及其他方式引发的自由基聚合、自由基聚合实施方法课程目标24自由基共聚合1.共聚组成、瞬时共聚组成方程1.明确竞聚率的概念。2.个人作业：竞聚率；共聚组成与转化率的关系课程目标1重点：1.共聚组成曲线2.共聚组成控制方法的运用难点：3.描述共聚组成与转化率的关系案例教学、视频学习讲授法：能够引导学生对于竞聚率有一定的了解；促进学生进一步掌竞聚率与共聚曲线相关的概念与知识42.竞聚率与共聚组成曲线、共聚组成与转化率的关系课程目标23.自由基共聚课程目标35聚合方法1.本体聚合1.明确不同聚合方法的定义与体系。2.个人作业：本体、溶液、悬浮、乳液聚合定义、组成、优缺点课程目标1、2重点：1.本体、溶液、悬浮、乳液聚合定义、组成、优缺点难点：2.乳液聚合机理及动力学讲授法：能够引导学生对于聚合方法的种类有一定的了解；促进学生进一步掌握四种聚合方法相关的概念与知识42.溶液聚合3.悬浮聚合4.乳液聚合6离子聚合1.阴离子聚合1.明确阳离子、阴离子聚合的定义。2.个人作业：活性阴离子聚合条件、特点及其应用课程目标2、3重点：1.阳离子聚合机理2.阴阳离子对平衡式影响规律难点：3.活性阴离子聚合条件、特点及其应用案例教学、视频学习讲授法：能够引导学生对于阴阳离子聚合的概念及反应过程有一定的了解；促进学生进一步掌握阴阳离子聚合相关的概念与知识32.阳离子聚合7配位聚合1.聚合物的立构规整性1.明确配位的概念。2.个人作业：配位聚合的聚合条件、特点课程目标1重点：1.聚合物的光学异构难点：2.丙烯的配位聚合机理案例教学、视频学习讲授法：能够引导学生对于配位聚合的概念及反应过程有一定的了解；促进学生进一步掌握配位聚合相关的概念与知识42.3a-烯烃的配位阴离子聚合课程目标23.二烯烃的配位阴离子聚合课程目标24.配位聚合的实施课程目标38开环聚合1.环烷烃开环聚合热力学1.明确开环聚合的概念。2.个人作业：单体开环聚合能力与聚合机理课程目标1重点：1.典型单体的开环聚合难点：2.单体开环聚合能力与聚合机理案例教学、视频学习讲授法：能够引导学生对于开环聚合的概念及反应过程有一定的了解；促进学生进一步掌握阴阳开环聚合相关的概念与知识42.杂环开环聚合热力学和动力学特征课程目标23.工业上常用的开环聚合产物课程目标49聚合物的化学反应1.反应特征及影响因素1.个人作业：几率效应、临近基团效应2.拓展阅读：高分子的老化相关的知识课程目标1重点：1.几率效应、临近基团效应2.解聚、老化等概念难点：3.相似转变、聚合度变大的反应案例教学、视频学习讲授法：能够引导学生对于聚合物反应中的化学反应的过程级影响因素有一定的了解；促进学生进一步掌握反应的影响因素，聚合度大大小等相关的概念与知识42.聚合物的相似转变课程目标13.功能高分子课程目标34.聚合度变大的反应、聚合度变小的反应课程目标25.老化与防老化课程目标4劳动教育表3-2课程目标、学习内容和教学方法对应关系序号项目名称项目来源教学目标（观测点、重难点）学时数项目类型教学方法课程目标1自由基聚合教材自由基聚合的体系1教材多媒体+讲解掌握自由基聚合的工艺自由基聚合的工艺2缩聚聚合教材线型缩聚的体系1教材多媒体+讲解掌握缩聚聚合的工艺线型缩聚的工艺体型缩聚的工艺四、课程考核（一）考核内容与考核方式表4-1课程目标、考核内容与考核方式对应关系课程目标考核内容所属学习模块/项目考核占比考核方式课程目标11.高分子的基本概念、聚合物的分类和命名；聚合反应、分子量及其分布149%课堂参与课后作业阶段性测验闭卷考核2.缩聚反应23.自由基聚合单体、自由基聚合机理、自由基引发剂及引发作用；自由基聚合反应动力学、自动加速现象、自由基聚合的聚合度、阻聚原理及阻聚剂作用34.共聚组成、瞬时共聚组成方程45.本体、溶液、悬浮、乳液聚合56.聚合物的立构规整性77.环烷烃开环聚合热力学88.反应特征及影响因素；聚合物的相似转变9课程目标21.线性逐步聚合反应机理、线性逐步聚合反应动力学、线性逐步聚合反应聚合度的控制、线性缩聚物的聚合度的分布234%课堂参与课后作业阶段性测验闭卷考核2.光及其他方式引发的自由基聚合、自由基聚合实施方法33.竞聚率与共聚组成曲线、共聚组成与转化率的关系44.本体、溶液、悬浮、乳液聚合55.阴离子聚合，阳离子聚合66.3a-烯烃的配位阴离子聚合；二烯烃的配位阴离子聚合77.杂环开环聚合热力学和动力学特征88.聚合度变大的反应、聚合度变小的反应9课程目标31.大分子微结构、线形、支链形和交联形大分子、凝聚态和热转变110%课堂表现课后作业素质考核2.体型缩聚和凝胶化、缩聚和逐步聚合的实施方法23.自由基共聚44.阴离子聚合，阳离子聚合65.配位聚合的实施76.功能高分子9课程目标41.高分子材料和力学性能、高分子化学发展简史17%课堂表现课后作业素质考核2.重要缩聚物和其他逐步聚合物、聚酯、聚碳酸酯等23.工业上常用的开环聚合产物84.老化与防老化9表4-2课程目标与考核方式矩阵关系课程目标考核方式考核占比期末考试50%阶段性测验15%课后作业20%课堂表现10%素质考核5%课程目标160%60%40%20%049%课程目标240%40%30%20%034%课程目标30020%30%60%10%课程目标40010%30%40%7%（二）成绩评定1.平时成绩评定（1）课堂表现（20%）：通过学生在课堂上阐明知识的情况及相关能力水平进行评价。包括课堂发言、提问、回答问题、练习等。（2）作业完成情况（50%）：围绕课程的学习目标进行作业的设计。如让学生简述对知识的认识，考核学生对于概念的理解情况，帮助学生将定义转化为自己的理解。每次讲课完毕，教师均会根据所讲内容以及需要延伸的内容，提出具体要求，布置相关作业，取每次成绩的平均分，百分制。（3）阶段性测验（25%）：通过试卷的的方式，考查学生对知识的认识、领会情况和综合运用知识解决实际问题的能力。（4）素质考核（5%）：主要包括学生在言行中表现出的家国情怀、社会责任、学科专业意识、世界观与人生价值观、学习纪律、学习态度、学习兴趣、科学精神、创新精神与创新能力水平与终身学习意识。2.期末成绩评定期末考核主要考察学生对高分子化学中的基本概念、反应的基本原理、反应动力学和分子量的控制方法；常见高分子合成的基本实施方法；结构与性能的关系等基本概念、操作程序和具体方法的理解与运用等。考核方式为闭卷考试。3.总成绩评定总成绩应由平时考核成绩和期末考核成绩构成。总成绩（100%）=平时成绩（50%）+期末成绩（50%）。（三）评分标准表5评分标准（非试卷考核项目）考核项目评分标准优秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)课堂表现（1）课堂纸练习、回答问题正确，且能进行解释（50%）。（2）提问、讨论发言观点正确，问题有深度、有创新（50%）。（1）课堂测验、回答问题正确，但解释欠清楚（50%）。（2）提问、讨论发言观点正确，但问题无深度或无创新（50%）。（1）课堂测验、回答问题大部分正确，且不能解释（50%）。（2）提问、讨论发言观点基本正确，但问题无深度、无创新（50%）。（1）课堂测验、回答问题错误率在30~50%之间，且不能解释（50%）。（2）提问、讨论发言观点有部分错误，或逻辑不严密（50%）。（1）课堂测验、回答问题错误率超过50%，且不能解释（50%）。（2）提问、讨论发言观点错误，思路不清晰，逻辑不严密（50%）。课后作业（1）答案正确率超过90%（80%）。（2）部分作业完成方法、思路有创新（10%）。（3）书写规范，无抄袭，态度端正（10%）。（1）作业正确率在80~89%（80%）。（2）整个作业完成方法、思路无创新（10%）。（3）书写规范，无抄袭，态度端正（10%）。（1）作业正确率在70-79%（80%）。（2）整个作业完成方法、思路无创新（10%）。（3）书写较规范，无抄袭，态度基本端正（10%）。（1）作业正确率在60-69%（80%）。（2）整个作业完成方法、思路无创新（10%）。（3）书写不够规范，或有少量抄袭痕迹（10%）。（1）作业正确率在60%以下（80%）。（2）整个作业完成方法、思路无创新（10%）。（3）书写不规范，有明显抄袭，或有部分作业未完成（10%）。未提交作业记0分素质考核（1）学习态度端正，能按时完成课前网络平台学习任务；学习兴趣浓厚，经常问问题；遵守纪律，课堂发言积极（20%）。（2）热爱科学，有刻苦钻研的科学精神（10%）（3）讨论发言世界观、价值观正确（30%）。（4）有强烈的社会责任感和家国情怀（30%）。（5）有较强的学科专业意识（10%）。（1）学习态度较端正，大部分时间能按时